连接器与光伏电站收益-史陶比尔

连接器与光伏电站收益 史陶比尔,内容,2,连接在光伏系统中的重要性 连接器的评判指标及技术风险 连接器的投资回报 应用案例,3,连接在光伏系统中的重要性,内容,直流侧连接应用点,4,光伏连接器是光伏系统内组件、汇流箱、控制器和逆变器等各个部件之间相互连接的关键零部件。根据应用点不同，可分为线端、板端和分支连接器。 1MW光伏系统，需要3500-4200套光伏连接器。,video,光伏投资之痛：火灾,5,德国某屋顶电站,中国东部某厂房屋顶电站,光伏投资之痛：火灾,6,国外知名机构Fraunhofer ISE和TÜV联合对光伏系统火灾原因调查后发现： 排在第一位和第三位的火灾原因都与连接器有关,连接器烧毁图片,7,8,连接器的评判指标及技术风险,内容,连接器的评判指标,9,额定电流 IEC(90℃ 85℃ ) 额定电压,环境温度范围 温度上限,接触电阻 接触系统 连接方式,耐氨性 盐雾试验 国际认证TÜV/UL/CSA等,触点材质 绝缘材料 阻燃等级,防护等级 IP 68 过压类型 CAT III 安全等级,技术风险之连接器,10,连接器的技术风险体现在质量、应用、安装以及运维各方面。 连接器失效并引发火灾的根本原因：通流情况下，连接器的接触电阻增大导致温升增加，并超出塑料外壳及金属件所能承受的温度范围。,连接器质量风险,11,金属件是连接器组成的主体，也是最主要的通流路径。在各种环境下运行时，稳定的电阻是保障连接器正常工作的前提条件。若接触电阻不正常增大，就会导致温度升高。 在金属芯体对插区域，一般会采用导电介质，其设计和制造水平决定了光伏连接器的品质。史陶比尔的MULTILAM专利技术，具备50多年电力输配经验。,,,Scale: TMin = 25°C / TMax = 45°C,史陶比尔MC4,类MC4,热成像分析参考EN50521和IEC 60512-5-1,,,No Hotspot!,Hotspot!,连接器质量风险,12,电压降小 载流能力高 功率损耗最小 接触电阻最小 耐用性强，高达百万次插拔设计 工作温度可达350 ℃ ，短时间内允许更高的温度 耐油性好 抗震和抗冲击性好 抗腐蚀性好,MULTILAM的优势,MULTILAM Technology,连接器质量风险,13,,明显降低耐化学腐蚀能力,容易增加应力裂纹,材料力学，热学和化学性能的恶化,在长期运行中表现出低性能,耐久性无法保证,使用回料的负面影响,史陶比尔拥有近20年光伏电站应用经验，其产品经受严酷环境的考验，材料安全可靠，声明绝不使用回料,连接器应用风险——互插,14,光伏电站中不同厂商连接器互插现象普遍，电站业主没有意识到连接器互插的风险。 TÜV和UL都出过书面声明，不支持不同厂家连接器互插应用。 标准TÜV EN50548要求，连接器绝缘电阻不能小于400MΩ。比标准要求低的绝缘电阻会导致漏电流升高，爬电距离降低，进而引发电击风险。互插失效案例：,安装时间：2009 装机容量：>1000KWp 绝缘电阻：9.6MΩ,安装时间：2010 装机容量：>1500KWp 绝缘电阻：10.4MΩ,安装时间：2011 装机容量：>1000KWp 绝缘电阻：4.8MΩ,连接器应用风险——互插,15,TÜV & UL are not allow to do a crossmating combination: (mentioned in certificates)IEC Installation standard (IEC62548)7.3.8 Plugs, sockets and connectors“Plugs and socket connectors mated together in a PV system shall be of the same type from the same manufacturer. I.e. a plug from one manufacturer and a socket from another manufacturer or vice versa shall not be used to make a connection.”,连接器应用风险——互插,16,连接器安装风险,17,螺母拧紧程度不一致,电缆与连接器失配,压接端铜丝断裂,正负极插合不到位,不规范安装集中体现在安装工人对连接器认知不足和压接工具不专业。 现场工人有时直接用劣质甚至通用工具压接，如此很难保证压接品质，造成压接不良，比如接合部位电缆铜丝弯折/部分铜丝未压进去等问题。,小结,连接器不仅要求低的接触电阻，更要求有长期稳定的低接触电阻！ 禁止使用添加回料的零部件！ 使用专业安装工具并严格按照规范操作！ 互插存在很高风险，严禁互插！ 认准原版MC4！,18,19,连接器的投资回报 —小部件，大收益,内容,连接器在光伏系统中投资占比,20,光伏电站投资占比最大的是设备及安装费用，约为81% 光伏连接器在整个光伏系统投资的占比不足0.5%，连接器虽小，却是影响光伏电站收益的重要零部件,,,,设备及安装费用 81%,建筑工程/基本预备费/其他 19%,,升压变电 4%,,支架 8.5%,,光伏组件 51.5%,,其他电气设备 (汇流箱/逆变器/配电柜/箱变等) 13.9%,,电缆及辅材 3.1%,,连接器 <0.5%,连接器的风险成本,21,2016年3月，欧盟Horizon 2020 “Solar bankability”项目组发布的《Technical Risks in PV Projects》报告显示，在追踪的746座电站（总装机容量422MW，平均并网时间2.3年）中，共有45座电站累计发生了5244件连接器损坏或烧毁案例。 依据此746座电站各类失效数据，通过对失效造成的发电量收益损失以及运维成本计算，每个技术风险都被赋予一个标准值：CPN（Cost Priority Number），单位为€ /kWp per year。连接器损坏或烧毁的CPN为3.47，这个值超出了组件热斑引起的值2.98，再考虑到布线涉及连接器安装，因此，由连接器引起的CPN可与组件前5位即PID、蜗牛纹、背板引起的值相当。,,,连接器的风险成本,22,2016年7月，欧盟Horizon 2020 “Solar bankability”项目组最新报告《Review and Gap Analyses of Technical Assumptions in PV Electricity Cost》显示，在电站Top20风险中，连接器损坏或烧毁所造成的发电量收益损失排在第2位。,,MC4 VS 类MC4,23,*,,MC4 VS 类MC4,24,接触电阻能否长期稳定取决于电连接核心技术。 史陶比尔MULTILAM专利技术具有长期的高的稳定性，保证连接器在整个寿命周期可以保持持续的较低的功率损失。,连接器经济效益分析：初始接触电阻值,1MW 1年 1500小时/年 组件260W 1MW 需要 4038套连接器,电站多发（少损失）的电量= I² x R差值 x T=8.28x8.28x(0.003-0.00035)x1500x4038 =1100 KWh,25,,初始接触电阻值取决于材料选择、结构设计以及是否拥有电连接核心技术 连接器接触电阻的稳定性比初始接触电阻值更加重要,连接器经济效益分析：接触电阻平均值,26,,电站运行关注的是接触电阻的长期稳定性，类MC4的接触电阻不稳定，上升趋势较大，因此，实际运行中，电损量远大于47755KWh MC4的长期稳定性，会大幅度降低电站运维成本，提高电站发电量,1MW 25年 1500小时/年 组件260W 1MW 需要 4038套连接器,电站多发（少损失）的电量= I² x R差值 x T=8.28x8.28x(0.005-0.0004)x1500x4038x25 =47755KWh,不可忽略的运维成本,27,,发电量损失,整串组件无法发电，若每日有效光照时间5-6小时，则每日功率损失约25～30度,,备品备件,采购量因电站而异，连接器质量水平与备品备件更换周期成正比,,人力成本,连接器故障不易排查，一旦失效连接器增多，运维人员的工作量会成倍增加,,风险,运维人员的安全风险，若发生火灾，会造成业主的经济和声誉损失,运维成本,28,应用案例,内容,应用案例：国外,29,葡萄牙Serpa 11MW项目，2007,瑞士Hospital Waid 525kWp项目， 2004,2003年全球最大光伏电站 德国Solarpark 4MW项目,瑞士Piz Nair Talstation 97kWp 项目，2003,29,应用案例: 国内,30,浙江能源集团35MW项目,三峡新能源20MW项目,国电投BIPV 130kW项目,上海汽车厂南京车棚项目,史陶比尔,31,公司介绍,超120年历史，50余年电连接专业经验 全球已成功连接超120GW光伏系统 光伏连接器领域的先驱和领军者,,1892年 史陶比尔公司成立,,1962年 MC品牌(电连接器)创建,,1996年 全球第一款光伏连接器MC3,,2002年 MC加入史陶比尔，同时推出MC4,video,谢谢聆听！,洪卫刚 w.hong@staubli.com 18626889198,